JPH0829825B2 - 粉粒体の高濃度気力輸送方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、気密貯蔵容器内に収容した粉粒体材料をガ
ス圧により輸送管路を通じて高濃度かつ低速度で輸送す
る高濃度気力輸送方法及びその装置の改良に関する。

〔背景技術〕

従来の一般的な粉粒体の高濃度気力輸送方法は、第10
図に示したように、気密貯蔵容器100内に収容した粉粒
体を、ガス供給管101から供給されるガス圧によって輸
送管路102内に送りだし、該輸送管路102の途中に設けた
加圧ノズル103で間欠的に加圧しながら粉粒体材料をプ
ラグ状にして輸送管路102の傾斜管路部102b,水平管路部
102cを通じて捕集器104で捕集するようにしている。

しかしながら、上述の方法で粉粒体をプラグ輸送する
場合は、第11図に示すように輸送管路102内において粉
粒体プラグ105の上部に空間106を生じることが多く、こ
のためプラグ105の表面の粉粒体106が先に移送されてプ
ラグ105の形状が崩され、偏析，分離などを生じる原因
となっている。

また、このような方法の従来公知のものでは、一般に
輸送速度が１秒間に数ｍ程度という速いものであったた
め、粉粒体が捕集器104に捕集されるときに強い衝撃を
受け、このため破壊，破損を生じさせる要因となってい
る。

このため、割れ、欠けその他の傷の発生を極度に嫌う
高い製造品質の要求される薬錠剤などの輸送に適用した
場合には不良品の発生率が高くなるため、薬錠剤などの
輸送には事実上適用できなかったのが現状である。

本発明者は、従来のこのような気力輸送の問題を解消
するため鋭意検討を重ねた結果、気力輸送を薬錠剤の輸
送に適用することに成功し、特願昭61−251172号におい
て、粉粒体を長い柱状にして低速度かつ高密度で輸送す
る方法とその装置を提案したが、この先願発明では、ガ
ス圧により気密貯蔵容器から輸送管路に材料を圧送しな
がら、輸送栓を所定のタイミングで輸送管路内に装填す
る必要があるため、そのタイミング制御が面倒であり、
また最終バッチ分の材料については輸送管路や貯蔵容器
内に蓄積された加圧ガスが輸送管路の材料の隙間を通っ
て排出されるために、所謂ブローアウトにより材料は勢
い良く排出されて衝撃が加えられたり、輸送管路内に材
料が残留してしまうなどの問題があり、この点は未解決
とされていた。

例えば、第12図は、気力輸送時における気密貯蔵容器
内の内圧Ｐと風量Ｑの変化を示したもので、最終バッチ
分の残量が輸送される時に、貯蔵容器内に蓄積されたガ
スが急激に排出されるため、風量は一時に増大して所謂
ブローアウトを生じることを示している。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した先願発明を更に改良したもので、
粉粒体を高濃度かつ低速で輸送する場合において、特に
最終バッチ分の材料を気力輸送する場合に生じるブロー
アウトや輸送管路内の材料の残留の問題をなくし、かつ
制御操作も容易にされた気力輸送方法及び装置を提供す
ることを目的としている。

〔実施例〕

以下に、添付図を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は、本発明方法を薬錠剤輸送に適用した気力輸
送システムの構成例を示している。

１は材料供給部を構成するフィーダで、このフィーダ
１のホッパ11には、打錠機２などによって製造された薬
錠剤が送られ収容される。

この錠剤は、一定量、つまり１ロット単位（100万錠
程度）に製造され、気密貯蔵容器３の上方の供給口に設
けたバルブ32を開いた後、電磁バイブレータ12を駆動し
て該トラフ13に振動を与えることにより、１ロットを複
数回に区分した量がトラフ13を通って気密貯蔵容器３の
ホッパ31に入り、気密貯蔵容器３内に補給される。この
ようにして、１ロット単位量の材料が複数回に区分され
補給される。

なお、この実施例では、電磁バイブレータ12,バルブ3
2を組み合わせて材料補給手段Ａを構成している。

気密貯蔵容器３は、補給された材料の上限，下限レベ
ルを検出するためレベル検出センサーLS1,LS2を有して
おり、材料が下限レベルを下回ったときには下限レベル
検出センサーLS2がONとなり、材料が上限レベルに達し
た時点では上限レベル検出センサーLS1がOFFとなる。両
レベル検出センサーLS1,LS2からのON,OFF信号はコント
ローラで検出され、コントローラはその検出した信号に
応じて、気密貯蔵容器３の供給口に設けたバルブ32の開
閉とバイブレータ12の駆動，停止を行って材料の補給制
御をしている。

また、貯蔵容器３の適所には、排気減圧手段Ｂを構成
するエアー放出弁17を設けており、貯蔵容器３内に蓄積
された輸送ガスを適時排出できるようにしており、内部
の圧力を検知するため圧力計18を設けている。

バルブ32の開閉制御は、電磁バイブレータ12の駆動と
連動して行われ、材料補給時にはバルブ32の開動作を確
認してから電磁バイブレータ12を駆動して材料の補給を
確実にし、材料補給の停止時には電磁バイブレータ12を
停止を確認してから、バルブ32を閉じることにより錠剤
の噛み込みを防止している。

気密貯蔵容器３の下方に設けた排出口3aには、後述す
るような配管構成とされた輸送管路５が接続されてお
り、この輸送管路５の終端には捕集器６に接続されてい
る。

また、輸送管路５の始端は、第２図に示したように、
後述する輸送栓14を装填するための開口突出部5dを設け
ており、この開口突出部5dには、貯蔵容器３内の材料の
輸送管路５への排出をスムーズにし、余分な衝撃力を加
えないようにするため、貯蔵容器３の排出口3aと輸送管
路５との接続部分の湾曲形状に応じた湾曲面19aを有し
た蓋栓19がヘルールバンド15などにより挿入可能となっ
ている。

一方、輸送管路５の貯蔵容器３の排出口3aより下方適
所には、輸送ガスを噴射するノズル4a,4bが設けられて
おり、これらのノズル4a,4bはガス供給管４を介してガ
ス供給手段Ｄとなる気力源に接続されている。

ノズルの一方4aは、材料輸送時に材料を圧送するため
のもので、ノズルの他方4bは輸送栓14を圧送するもので
ある。

更に、この貯蔵容器３の上記した下限レベル検出セン
サーLS2よりも下方部位にはセンサーLS3を設け、輸送管
路５の気密貯蔵容器３の排出口3aに近接する前方部位に
はセンサーLS4を材料検出用に設けているが、特に後者
の材料検出センサーLS4は、輸送管路５の略中間の高さ
のところが検出点となるようにしている。

輸送管路５の配管構成は、図示したように、貯蔵容器
３の排出口3aとの接続部の近傍に先細りのレジューサ管
71を設け、その先方に上方に略垂直に立ち上がる立ち上
がり管5bを設けている。そして、その立ち上がり管5bの
途中には、２つのレジューサ72,73と直管９とを組合わ
せて構成した複合レジューサ75を設け、立ち上がり管5b
の上方に先広がり状の拡大配管74を設けて更に水平に折
曲されており、水平配管部5cを略同一内径としてその先
端に拡大配管８を設けて捕集器６に接続した構成として
いる。

このような輸送管路５の配管構成は、すでに特願昭61
−251173号において本出願人が提案したもので、輸送栓
を使用することなく粉粒体材料を水平配管部において長
い柱状に形成して低速かつ高濃度で気力輸送するために
採用されたものである。

すなわち、このような配管構成を使用した気力輸送方
法では、輸送ガスの供給により貯蔵容器３内より輸送管
路５に送り出された材料は、レジューサ管71,拡大部を
設けた垂直立ち上がり管5bを経て水平配管部5cに至り、
ここで第３図に示したように長い柱状Ｐとなって輸送管
路５の終端まで移送され、最後に輸送管路８の終端に設
けた拡大配管５において失速されて略自然落下に近い状
態で落下して捕集器６内に捕集されるものである。

輸送管路５の終端には、センサーLS5を設けており、
このセンサーLS5は最終バッチ分の材料とともに移送さ
れて来る輸送栓14の有無を検出する。このため、センサ
ーLS5は材料と輸送栓14の区別を行う必要があるが、セ
ンサーLS5に色センサーを使用し、輸送栓14を粉粒体体
材料と異なる色にするなどの方法を採れば容易に構成で
きる。

なお、センサーLS5に代えて、貯蔵容器３内の圧力変
化を検出する圧力センサーを設け、輸送栓14が輸送管路
５内より抜け出したことを、この圧力センサーの圧力変
化（低下）により検出する構成としても良く、輸送栓14
の捕集器６への移送は、これ以外にも種々の方法が採択
できることはいうまでもない。

このようなシステムを使用した場合、材料を0.05m/se
c〜0.3m/sec程度の低速で輸送できるので、材料に衝撃
を与えず、かつ分離，偏析を生じることなく輸送でき、
材料の輸送時における割れ，欠けなどの傷を発生するこ
となく気力輸送することが可能となったものである。

第4a図〜第4c図は、本発明において使用される輸送栓
の一例を示したものである。

第4a図は中空部14bに輸送ガスによるガス圧を受けて
推進する耳栓形状のもの、第4b図はガス圧により開窄自
在とされた羽根14cを栓部14aの後方に放射状に設けたバ
トミントンのシャトル状のものを示している。

いずれの図に示したものも、輸送栓14は、配管内に残
存した粉粒体材料を残すことなく押し運ぶようにするた
め、輸送管路５の内に密接する栓部14aを有した構造と
されている。

このような輸送栓14を構成する場合は、輸送管路５の
配管構成により輸送管路の内径が途中で異なる場合も考
慮して、輸送管路の内径に常時密接する伸縮自在な栓部
14aを有したものが望ましく、また輸送ガスによる圧送
時にゆっくりとした速度で移送されるようにするため適
度なリークを有したものが望ましい。第4c図は、このよ
うな要望に応える輸送栓14の一例を示しており、前後の
栓部14a,14aを一本の軸14dで連結した構造にしたもの
で、栓部14a,14aは軟質発泡材で製されている。

次いで、本発明の制御動作を説明する。

第６図は、本発明において採用される制御システムの
概略基本構成を示したもので、PCなどによって構成され
るコントローラＣでは、センサーLS1〜LS5からの検知信
号を受け、さらに貯蔵容器３に設けた圧力計（第１図で
は18で示す）のレベルを読み取ってフィーダ1,バルブＡ
（32），ノズル＃1,ノズル＃2,エアー放出弁などの外部
機器をON,OFF制御して材料の補給，基本バッチ輸送，最
終バッチ輸送の各制御がなされる。なお、ここでは、制
御動作の説明を簡略化するため、フィーダ（第１図では
１で示す），バルブＡ（第１図では32で示す）は材料補
給手段A,エアー放出弁（第１図では17で示す）は排気減
圧手段B,ノズル＃1,＃２（第２図では4a,4bで示す）は
輸送ガスの供給手段Ｄを構成する外部機器として説明し
ている。

第７図は、本発明におけるフィーダ，バルブA,ノズル
＃1,ノズル＃２及びエアー放出弁の制御動作をセンサー
LS1〜LS5の検知信号に対応させて示したタイムチャート
であり、第８図はこれらの制御動作の手順をフローチャ
ートとして示すものである。

これらの第７図，第８図を参照して、本発明の制御動
作を更に詳細に説明すると、 プログラムがスタートすると、イニシャルリセットが
なされ、コントローラＣは外部機器をリセットする（ス
テップ1000）。

ステップ1001〜1004,1004aでは、材料の補給を行う前
の状態における各センサーLS1〜LS5の検知信号を調べて
システムの異常の有無を判別し、すべてのセンサーLS1
〜LS5の検知信号が異常なしと判断されれば、ステップ1
005に進んでバルブＡを開き、フィーダ１をONにして
（ステップ1006）、材料供給部１より気密貯蔵容器33内
に材料を補給する。

なお、センサーLS3〜５のチエックは必要に応じて省
力しても良い。

フィーダがONされると、ステップ1007に進んでタイマ
ーをセットする。このタイマーは、フィーダをONにした
後のセンサーLS1の状態判別時間を規定しており、この
タイマーが設定時間後にタイムアップしてもセンサーLS
1がOFFとならない場合は、最終バッチ分の材料補給がな
されたものと判別するが、タイマーがタイムアップする
までの間にセンサーLS1がOFFになれば、基本のバッチ制
御分の材料補給がなされたと判別される（ステップ100
8,1009）。

このため、タイマーの設定時間Ｔは、貯蔵容器３内の
材料が下限レベルにある状態から上限レベルに達するま
でに要する時間を考慮した余裕をもった時間に設定され
ている。

基本のバッチ制御分の材料が補給された場合は、ステ
ップ1010に進みフィーダをOFFにして材料の補給を停止
し、さらにバルブＡを閉じる。材料の補給の開始，終了
時におけるバルブＡとフィーダのON,OFF制御（ステップ
1005,1006及びステップ1011,1012）は、材料の貯蔵容器
３内への補給の完全にし、かつバルブによる噛み込みを
なくすため、一定時間の遅延動作をもって連動制御され
る（第７図参照）。

基本バッチ輸送制御においては、ステップ1011におい
てバルブＡが閉じられると、ノズル＃１がONとなる。す
なわち、ガス供給手段Ｄよりガス供給管４を介して輸送
ガスが送られ、ノズル＃１から輸送管路５内に輸送ガス
が供給される。このようにして輸送ガスが供給される
と、貯蔵容器３内の内圧はガス圧により上昇し、所定の
レベルまで上昇すると、貯蔵容器３内に収容された材料
を輸送管路５内に圧送して、輸送管路５を介して捕集器
６に材料が輸送される。

この輸送においては、材料は、水平配管部5cにおいて
第３図に示したような長い柱状Ｐとなり、低速かつ高濃
度で次々と送られて行き、捕集器６の直前に設けた拡大
配管部８において減速され、自然落下に近い状態で捕集
器６内に捕集されて行く。この材料輸送時においては、
コントローラＣは材料の下限レベルを検出するセンサー
LS2の検知信号を監視しており、センサーLS2の検知信号
がONとなれば、ノズル＃１をOFFにして材料の輸送を停
止し、エアー放出弁17を開いて１バッチ分の基本バッチ
輸送制御を完了する。エアー放出弁17の制御は、ステッ
プ1014→1017を介して行われ、エアー放出弁17を開いた
後は、圧力計18の支持する圧力Ｐが略ゼロになることを
確認してから、エアー放出弁17を閉じて、次の補給制御
に移動する（ステップ1014→1017）。

このようにして、ステップ1005→1017を循環すること
によって基本バッチ輸送制御が次々と実行され、ステッ
プ1009においてタイマーがタイムアップするとステップ
1018に進んで、最終バッチ輸送制御ルーチンが実行され
る。すなわち、フィーダをOFFにし、バルブＡを閉じて
貯蔵容器３を気密状態に保持し、ステップ1020において
ノズル＃１をONにして輸送ガスを輸送管路５内に供給
し、基本バッチ輸送制御時と同様に材料を低速かつ高濃
度で捕集器６に輸送する。

この輸送時間の間、コントローラＣはセンサーLS3の
状態を監視しており、センサーLS3の検知信号がOFFとな
り、さらにセンサーLS4の検知信号がOFFとなると、最終
バッチ分の材料の全量が貯蔵容器３の排出口より輸送管
路５内に供給されたものと判断して、ノズル＃１をOFF
にし、エアー放出弁17を開いて貯蔵容器３内に蓄積され
たガスを大気に放出する（ステップ1021→1024）。これ
によって、貯蔵容器３内に残ったガスが輸送管路内の材
料の隙間を通して捕集器６内に勢い良く排出され、ブロ
ーアウトを生じることが未然に防止される。

エアー放出弁17によりガスの放出は、貯蔵容器３内の
内圧がゼロとなるまで行われ、この内圧がゼロとなる
と、開いていたエアー放出弁17は閉じられる（ステップ
1025→1026）。

なお、第８図に示した制御フローでは、貯蔵容器にの
みエアー放出弁17を設けたシステムの制御を説明してい
るが、輸送管路５が長くなる場合は、輸送管路５の適所
にもエアー放出弁を設けて、この弁を同時に開いて輸送
ガスを排出させる構成にすればブローアウトを有効に防
止できることはいうまでもない。

このようにして、エアー放出弁17が開かれた後は、輸
送管路５の始端に設けた蓋栓19を取り外して、第4a図〜
第4c図に示したような輸送栓14を装填する（ステップ10
27）。

輸送栓14は、手動で栓19を開いて投入しても良く、あ
るいは自動的に輸送管路５の始端より装填しても良い。
輸送栓14が輸送管路５の始端より装填された後は、蓋栓
19を閉じ、ノズル＃２をONにして輸送栓14をガス圧で圧
送する。かくして、輸送栓14は第５図に示したように、
輸送管路５内に残留した材料Ｐを押し出すようにして輸
送管路５内を移送して、材料Ｐとともに捕集器６に移送
される。

この輸送栓14の移送時には、コントローラＣでは、セ
ンサーLS5の検知信号を監視し、センサーLS5の検知信号
がONとなると、ノズル＃２をOFFにして最終バッチ輸送
制御ルーチンを完了する（ステップ1028→1030）。

第９図は、本発明方法における基本バッチ輸送制御，
最終バッチ輸送制御時における貯蔵容器３内の圧力Ｐと
風量Ｑの変化を示したものであるが、本発明方法では、
最終バッチ制御の完了時に風量の増大が抑制され、ブロ
ーアウトの発生がないことが理解されるはずである。

本発明方法は、所定量の材料を気力輸送する場合にお
いて、所定量を複数回に区分して得られる複数バッチ量
のうちの最終バッチ分の輸送完了に生じるブローアウ
ト，材料の残留の問題を解決することを技術的課題とし
たものであるため、途中における１バッチ分の輸送方法
は、どのような方法であってもよい。

ここでは、第１図に示したシステムを用いて、１バッ
チ分の輸送時に輸送管路の配管構成を選ぶことにより、
水平配管の輸送時に材料の長い柱状に形成する方法に適
用した例を示したが、本発明はこのような例に限られる
ことはなく、基本バッチ輸送時におけるプラグの形成に
輸送栓を使用することを要旨とした先願発明（例えば、
特願昭61−251172号）で提案した方法を使用してもよい
ことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明より理解されるように、本発明によれば、
最終バッチ輸送時の終了時におけるブローアウトの発生
が抑制され、しかも輸送管路内に残留した材料は輸送栓
により完全に押し出されるために、貯蔵容器内に収容し
た材料を破損なく、かつ１つの残りもなく輸送でき、し
たがって、従来気力輸送が困難とされた薬錠剤の輸送に
使用でき、輸送効率を著しく向上できる。

また、本発明の装置によれば、システム内に設けた各
センサーからの検知信号をコントローラで監視して材料
補給，材料輸送を自動的に行えるので、材料供給部と組
合わせて使用すれば、製造から輸送までの一連の制御が
完全無人化で行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の一例を示したシステム構成図、
第２図は輸送栓を投入可能とした輸送管路の構造を貯蔵
容器の一部とともに示した図、第３図は材料の水平配管
部における輸送時の状態を示した図、第4a図〜第4c図は
輸送栓の例図、第５図は輸送栓の動作説明図、第６図は
本発明における制御システム構成図、第７図は各センサ
ーと外部機器の動作関係を示したタイムチャート、第８
図は本発明の制御動作手順を示すフローチャート、第９
図は本発明の制御時における貯蔵容器内の圧力と風量変
化の説明図、第10図は従来のシステムの構成例図、第11
図は従来システムにおける材料の水平配管部の状態を示
した図、第12図は従来システムにおいて最終バッチ分の
材料を気力輸送する場合における貯蔵容器内の圧力と風
量の変化を示す図である。 （符号の説明） １……材料供給部 ３……気密貯蔵容器 ５……輸送管路 ６……捕集器 Ａ……材料補給手段 Ｂ……排気減圧手段 Ｃ……コントローラ Ｄ……ガス供給手段 LS1〜LS5……センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 順二 大阪府枚方市招堤田近２−19 株式会社松 井製作所大阪事業所内 (56)参考文献 特開 昭63−12522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−106230（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−106231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−255318（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−31917（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−14574（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】材料供給部より供給される一定量の粉粒体
   材料を複数回に区分して気密貯蔵容器内に逐次補給し、
   該気密貯蔵容器内に所定量の粉粒体材料が補給される毎
   に、この気密貯蔵容器を気密状態に保持して、輸送ガス
   を供給することによって上記気密貯蔵容器内に収容され
   た粉粒体材料を、上記気密貯蔵容器に接続した輸送管路
   内に圧送して該輸送管路の終端に設けた捕集器に順次気
   力輸送する方法において、 上記気密度貯蔵容器内に収容された粉粒体材料の最終バ
   ッチ分の全量が該気密貯蔵容器より上記輸送管路内に圧
   送された時に、上記輸送ガスの供給を停止すると同時に
   上記気密貯蔵容器を排気減圧し、 次いで、上記輸送管路の始端より輸送栓を差し入れ、輸
   送ガスを供給することにより上記輸送管路内に残存した
   最終バッチ分の粉粒体材料の残量を上記輸送栓とともに
   上記捕集器に移送することを特徴とする粉粒体の高濃度
   気力輸送方法。
2. 【請求項２】上限、下限レベル検出センサーを有した気
   密貯蔵容器、材料供給部より気密貯蔵容器に粉粒体材料
   を逐次補給する材料補給手段、該気密貯蔵容器と輸送管
   路を介して接続された捕集器、気密貯蔵容器の上記下限
   レベル検出センサーよりも下方部位と上記輸送管路の気
   密貯蔵容器の排出口に近接する部位に設けた材料検出セ
   ンサー、上記気密貯蔵容器かつ／又は輸送管路の適所に
   設けた排気減圧手段、上記輸送管路の始端より輸送ガス
   を供給するガス供給手段、上記輸送管路内に密接する栓
   部を有し、上記輸送管路の始端より装填される輸送栓、
   及び上記各センサーの検知信号に応じて上記ガス供給手
   段、材料補給手段、上記排気減圧手段を制御するコント
   ローラを備え、 上記コントローラは、上記上限、下限レベル検出センサ
   ーがオンの状態にあり、材料検出センサーがオフの状態
   にあるときには、上限検出センサーがオフの状態になる
   まで上記材料補給手段を作動して上記気密貯蔵容器に粉
   粒体材料を充填させ、 このようにして粉粒体材料が充填された後は、上記下限
   レベル検出センサーがオフになるまで、ガス供給手段を
   駆動して、気密貯蔵容器に充填された粉粒体材料を上記
   輸送管路に送出する基本バッチ輸送を行い、 ついで、上記下限レベル検出センサーがオフになった時
   点で、上記材料補給手段の作動を再度開始し、その後の
   所定時間内に上限レベル検出センサーがオフになれば、
   その時点で上記材料補給手段の作動を停止して、上記基
   本バッチ輸送を繰り返し行う一方、その後の所定時間が
   経過しても上記上限レベル検出センサーがオフしないと
   きには、上記材料補給手段の作動を停止した後、上記材
   料検出センサーがオフになるまで、上記ガス供給手段を
   駆動して基本バッチ輸送を継続して行い、材料検出セン
   サーがオフになった時点で、上記排気減圧手段を作動し
   て、上記気密貯蔵容器内に残された加圧ガスを排気させ
   る制御動作を行うことを特徴とした粉粒体の高濃度気力
   輸送装置。